风力发电并网及电能质量控制的相关探讨

王轶夫

摘要：近年来，随着电力电子技术的不断发展，为了改善风力发电的性能，在电网接入与控制等方面提出了新方法。成本越来越低的电力电子技术不仅可以通过调整扇片速度来获取更多的风能，还可以为风电并网系统中存在的各种电能质量问题（比如谐波、无功等）提供科学、有效的解决方案。正因为有电力电子技术的支撑，风力发电备受关注。作为风力发电中的关键技术，并网技术直接决定了风力发电的最终效果，因此，有必要对其进行深入的研究，最大化地发挥这项技术的效能。

关键词：风力发电并网;电能质量控制;相关探讨

前言

风能资源是可再生的洁净无污染资源，是最具有开发性的资源之一，随着我国风力发电技术的提高，我国已经从小型风力发电技术发展到了大型风力发电机组并网技术，即就是我们常说的风力发电场并网运行。在发电过程中，采用大型风力发电机组并网运行能够更高的对风力资源的利用、提高发电效率、节约发电成本，最主要还能给电能质量带来比较良好的影响，取得了电能质量控制卓越的成果，缓解了我国用电紧张的情况，提高了电能质量，为人们的生活提供了保障。

1 风力发电并网技术

1.1 优势

风力资源对任何一个城市来说，都是非常重要的自然资源，利用风力资源发电已经成为当今社会的主题，传统的风力发电技术已经没有办法适应现阶段快速发展的社会，因此必须采用先进的风力发电并网技术。这种技术的优势在于能够充分利用风力资源，节省成本，其根本原因在于“并网”。并网在电力行业的解释为：发电机组的输电线路与输电网接通（开始向外输电）。这种方式满足了广大人们的用電需求，不仅可以将电力资源及时输出，而且在供应方面也达到了较高的水平，为持续供电提供了保障。

1.2 实施对象

任何一项科学技术都不能完全停留在理论上，必须进行实践。风力发电并网技术作为一项比较先进的技术，必须在人们的工作和生活中进行实践。在实施的时候，首要要以一部分人为实施对象，比方说工作族或者普通老百姓，他们是社会上数量较大的群体，以他们为实施对象，可以比较准确的反映出风力发电并网技术的实施效果。其次，要在一些上流社会的人群中进行实施，因为这部分人在生活和工作中用电量比较高，具有一定的代表性，如果风力发电并网技术能够保证这部分人的用电需求，那么就可以进行广泛的应用。第三，要在某一部分企业和单位中实施，企业和单位的用电量是相当庞大的，个体的用电量根本没有办法和企业、单位相比，因此，要在企业和单位中实施，如果风力发电并网技术能够供应用电，说明有一定的可行性，如果出现问题，可以及时的改正。对企业和单位来说，是有一定益处的。如果能够适应企业和单位的用电，那么对于社会上的家庭用电供给，应该不会有什么大的问题。

1.3 注意事项

任何一项新的技术都会有一些注意事项，无论是较高的科学技术，还是比较普通的实用技术，对于所有人来说，都要遵守一定的规则，风力发电并网技术也是如此。首先，风力发电并网技术要注意继电保护。简单来讲，就是在设置保护与确定保护定值要考虑到的一些因素，比方说，目前一般风机出口电压是低压系统，从35kv侧的等值电路来看，风机及相应的低压电缆相当于一个很大的限流电抗，短路电流无法送出。另外，风机自身也需要有全面的微机保护。其次要注意电网电压的调整，主要表现在有些风电场处于电网末端，电压较低，在进行风电场设计时有一项很重要得工作就是变压器电压分接头设计，既要保证风机的出口电压，又要确保线路上其它用户的要求。以上两点在风力发电并网时需要格外注意，一旦出现问题，基本上可以从这两方面着手;在改进技术的时候，也可以从这两方面出发。

2 控制电能质量的具体策略

2.1 抑制谐波

对电能质量进行控制首先可通过抑制谐波来实现，在系统中添加静止无功补偿设备，电抗器、可投切电容器等装置使禁止无功补偿设备中所包含的，其能够确认无功功率有没有出现变化，对变化状态的无功功率加以跟踪，具有反应速度快，反应及时的优点。静止无功补偿设备能够有效调节电压起伏现象，如风速不稳定所导致的电压起伏现象，最终达到消除谐波的效果，使风力发电机组运行状况不影响到电网电能质量。

2.2 抑制电压波动以及闪变

2.2.1添加有源电力滤波设备在系统当中

实际工作中为了避免电压闪变现象的出现，可以再剧烈波动负荷电流出现的时候，对因为负荷变化导致的无功电流加以补偿，使负荷电流得到及时补偿。可关断电子设备是有源电力滤波设备中所用到的电子零件，因此系统电源可以用电子控制设备替换，向电压负荷输送畸变电流，使系统能够确保把正弦基波电流只向负荷提供。有源电力滤波设备有着反应速度快、电压波动范围大、设备可靠性强，稳定率高、闪变补偿率高的优点。

2.2.2添加动态电压恢复设备在系统当中

可以添加动态电压恢复设备在系统中在中低压类型配电网的情况下，因为其同样会发生电压闪变问题在有功功率高速波动过程中。与此同时需要更加优秀的补偿装置，补偿装置要在提供无功功率的同时能够补偿有功功率，因为补偿设备自身带有储能单元，故可以使电能的整体质量得到提升。

2.3 改善电能质量

对于电能质量而言，理想状态为正弦波，但受一些因素的影响，波形会出现偏离，即产生电能质量问题。现阶段，诸多城市中电能质量都不高，影响人们的正常工作及生活，所以改善与控制电能质量势在必行。在电能质量改善中，首先，针对电功率因素进行改善，确保无功就地平衡，需要注意的是供电半径要确保合理;其次，供电线路导线截面的选择，对变电与配电设备合理配置，避免超负荷运行;最后，适当设置调压措施，如变压器加装有载调压装置、串联不畅、安装静电电容器或同期调试相机等，上述措施实际应用中，对电能质量都具有改善作用。此外，在电力系统运行过程中，还需要对人们的用电情况进行调查，寻找影响电能质量的原因，采取更有效、更具针对性的措施来改善电能质量。

3 结语

鉴于电压波动与闪变和谐波等问题的存在，风力发电的电能质量始终都无法得到认可。因此，有效利用风能来提高风力发电系统的效率，减小电力谐波、并网冲击，让功率因素得到实质性的提升是目前我国风力发电领域需要重点研究的课题之一。只有解决了这些问题，才能充分体现出风力发电的效能。

参考文献：

[1]李昆.浅析风力发电并网技术及电能质量控制[J].应用能源技术，2016，14（11）：49-51.

[2]樊裕博.风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].科技传播，2015，7（21）：43-44.